鉄鋼・金属

標準的な鋼からハイテク製品まで

鋼はもっとも重要な建築材料の1つで、近年、世界での生産量はかなり増加しています。 鋼市場では、標準的な建築材料から最高級の工業製品まで、今までよりも幅広い製品が提供されています。 鋼が確実にアプリケーション要件を満たすように、生産時の高度な品質管理技術が普及してきました。 現在の国際標準や規格には、DIN 50602:1985、EN 10247:2007、ASTM E 45-05、ISO 4967:1998、JIS G 0555:2003などがあります。多くの場合、このような規格は自動画像解析に基づく手法がとられており、測定は特別なソフトウェアモジュールによって行われます。 これは、たとえば鋼の非金属介在物(NMI)、粒子サイズ解析、硬度、機械加工性、強度を決める要素などのパラメータについて適用されます。 最先端技術を用いた顕微鏡システムでは、規格を遵守した測定に特化した対応が可能です。

鋼の非金属介在物

鋼の生産における基本的な品質課題の1つが、鋼の非金属介在物(NMI)です。非金属介在物は、スラグや合金原料から混入する可能性があります。 これによって、硬度や応力疲労、その他多くの鋼の力学的性質が大きな影響を受けます。 さらに、混入したのが微量の汚染物質であっても、機械加工製品の故障という大変な結果をもたらす可能性があります。そのため、厳密な標準や規格を用いた鋼の品質評価が行われています。 カールツァイスのNMI Systemは、統合されたデジタル技術と画像解析を使って、定量的に信頼性高く鋼の非金属介在物(NMI)の内容を測定する理想的な顕微鏡システムです。 調査プロセスの中で見つかった介在物は、光学顕微鏡で簡単に文書化できます。 Shuttle & Findで光・電子相関顕微鏡法を利用すれば、走査電子顕微鏡(SEM)によるさらなる形態素解析が可能です。 これによって、大変詳細な構造の画像化や、介在物の化学組成とEDS、WDS、EBSDのようなSEMのX線解析技術を用いた介在物の結晶方位に関する正確な情報を得ることができます。

粒子サイズの調整

製造時のある種の加工技術によって、完成した鋼の粒子のサイズを調整することができます。粒子のサイズは、硬度や伸張強度を決めるもう1つの要素です。 専用の顕微鏡ソフトウェアを使えば、粒子のサイズ、サイズの分散、粒子境界を計測し、国際標準や規格に従って評価することができます。

定量的な金属組織の研究

特定のアプリケーションや製品の要件を満たすためには、鋼は展性や硬度などである特徴を満たしている必要があります。 鋼の特性評価や、新しい合金の開発において、微細構造と物質の特性との関係を明らかにするために、定量的な金属組織の研究が行われています。 これには、合金化元素が耐摩耗性や耐食性などの特性に与える影響についての研究が含まれており、光学顕微鏡の手法を用いた微細構造の系統的な調査にも関連しています。

鉄鋼・金属アプリケーションにおけるミクロとナノの世界の架け橋

業界をリードするカールツァイスの光・電子相関顕微鏡ソリューションShuttle & Findを利用して、光学顕微鏡の光学検鏡法と、電子顕微鏡の解析手法を組み合わせることができます。 鋼や鉄、その他のどのような種類の金属であっても、機能と構造の両方の情報を得ることができます。 Shuttle & Find独自のハードウェアとソフトウェアモジュールを利用することによって、使いやすく生産的なワークフローが可能になります。 画像をとりこみ、介在物、沈殿物、粒子、ひび割れなどのサンプルの関心領域をマークするために光学顕微鏡を利用します。 同じ特別なサンプルホルダによって、画像の解像度を増加させることが可能な電子顕微鏡に高速かつ簡単に関心領域をリロケートします。 そのようにして金属組成の徹底的な調査を継続でき、その後、生成された画像をオーバーレイ表示することもできます。 この結果には完全に再現性があり、時間も費用も節約することができます。

石炭反射率とビトリナイト反射率

ビトリナイト反射率の測定は、石炭の分類に欠かせない手法です。これには、Axio Imager 2Axio Scope.A1のような偏光顕微鏡を利用します。 ビトリナイトは、石炭の主な有機成分の1つです。ビトリナイト反射率は石炭の形成履歴に関連があるため、炭化の程度とも関連があります。石炭の質や価値の指標となるのが、炭化の程度です。 ビトリナイト反射率を用いる方法は、国際標準DIN 22020-5またはISO 7404-5などで定められています。従来のビトリナイト反射率の測定手法は、光電子増倍管が利用されていましたが、現在では分光計とカールツァイスのAxioCamのようなデジタルCCDカメラが利用されています。 ビトリナイト反射率とマセラルの解析は、炭化水素を含む原岩の熟成度の指標としても利用される、石油探査における重要なパラメータです。

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